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著作權的區塊鏈:第三部 工作證明

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科技產業資訊室 (iKnow) - 陳歆 發表於 2020年8月18日

圖、 著作權的區塊鏈:第三部 工作證明

 
「工作證明」(Proof of Work)真的能認可交易的原因不免深奧莫測,然理念是基於經濟學的「經濟工作」(economic work)。最簡單的適用是防範有心人士發放一大數機器帳戶(bots)同時上某「目標網站」來刻意飽和網站的伺服器以致「阻斷服務」,即是所謂的「阻斷服務攻擊」(Denial of Service Attack)。「機器帳戶人海戰術」的防禦方法是設法確認上網站者系屬人類而非機器人,譬如我們經常會遇見的必須親手輸入網站所顯示圖案中的字母數字才能進駐網站的要求。輸入字號的「工作」是「證明」擬上網站的是真人而非自動上門的機器人。
 
工作證明的經濟學解釋
 
工作證明與傳統銀行的服務一樣,每一交易需要被公認,而因爲挖礦是花費經濟資源,即礦工是必須購買運算設備,而花費時間、勞力、腦力、和能源來求取目標雜湊而滿足認可的需求,因而此「經濟工作」也就是任何經濟活動的「生産要素」(factors of production)之一,而挖礦如此是具有經濟價值。因爲一般人不願意無償為他人的交易付諸經濟工作,第一位成功地抽出符合目標雜湊的礦工可賺取可觀的「比特幣獎金」,則挖礦的工作是賦予交易認可經濟價值。[1]

比特幣獎金究竟值多少傳統貨幣呢?比特幣可比喻隱藏在地球地幔的黃金,即維持黃金價值的是貴金屬有限的天然量,但是黃金也必須被挖出才能作交易的貨幣媒介。然而,地球的黃金主要是被少數大礦廠挖掘,則被少數國家中央銀行、金主富豪、和銀行購買,而用來當投資的儲備金(譬如房地產的次級房屋貸款投資)。中本哲史發明的全民主化比特幣分散帳本機制就是要取代這些金融吸血鬼的亂搞。

不同於黃金,即沒有天然淵源,比特幣是儲存在比特幣網路的伺服器,則以維持價值,比特幣的數量是由「比特幣通則」限定於兩千一百萬位元整。比特幣與黃金同樣地要被挖出才能作交易的貨幣媒介,但是又不同於黃金,比特幣是由網民,而非少數金主,經由挖礦獎金挖掘而透過比特幣網路交易自行分散到比特幣社會大衆。

挖礦的比特幣獎金,從2009年開始的50比特幣已減少到從2017年迄今的12.5比特幣,即為減緩日益減少仍未被挖掘的比特幣,「比特幣通則」是訂挖礦獎金經由每210000交易區塊的認可,就要減一半,即預估依照目前挖礦的進度,約摸每四年減半,到2140年就接近零爲止,爾後比特幣會以交易媒介和交易費自然循環而分散。如此的獎金調降,加上求得目標雜湊的困難度調整,就可確保「比特幣通則」所盼望的均勻散佈和循環。

極爲波折的比特幣市價是從開始的僅幾塊美元升到於2017年底曾達到近兩萬美元,而於2020年是約莫九千美元,由此可見挖礦目前仍然是足以吸引繁多的礦工。

然而,若干「礦工的合作社」或大型礦廠的「雜湊率」若是超越整體挖礦的平均雜湊率,此所謂的「51%攻擊」會破壞比特幣的均勻分散,而原本為「去中央化」的比特幣發行就會被「51%的攻擊」「中央化」。所以,有意霸佔挖礦的人最好要珍惜整個系統而卻步,不然挖礦的比特幣獎金會被少數人掌控,而一般礦工就會知難而退,一般交易人會懷疑比特幣的循環和散發會被扭曲,而比特幣區塊鏈就會失去其運作關鍵的「共識」。[註2]
 
工作證明的理論物理詮釋
 
依據電腦科學的「FLP論述」,任何「分散多作爲者系統」(distributed multi-agent system),為達成整體系統的可靠運作,各作爲者必須「同意」每一會影響成功運作的關鍵數據值,然不免會有若干作爲者的不同意或差錯,而系統的運作就會受挫。即該系統的運作是需要所有作爲者的「共識」(consensus)才能傳輸正確的資訊到系統的資料庫。[3]

譬如在一個聯結的群體機器序列中,一台機器的不合作或失誤會妨礙整體機器群系統的正當運作。同步運作的機器序列則可等到下一同步循環而偵察差錯,即可修理後繼續正當的運作。

然而,非同步運作的機器群因爲沒有下一同步的循環,且每一次的差錯可能是來自不同的機器,FLP論述是說,能確保非同步分散多作爲者系統之完全「共識」的演算法(algorithm)是根本不可能的事。故而達成愈「容忍差錯」(fault-tolerant )的系統必須設法愈增強作爲者的「共識」。

比特幣交易的區塊鏈分散帳本,本性就是一個分散多作爲者的非同步系統,而基本原則上是沒有控制系統的中央機制。那,要如何增強作爲者的「共識」而確保一個足以韌性的分散帳本系統呢?

著名史丹佛大學教授張首晟曾從理論物理的觀點分析區塊鏈分散帳本系統的運作,即簡單的說,擬交易的人必須先「同意」有關交易的媒介價值(譬如國際石油買賣的美元價值),交易才會有秩序地執行。交易人的「同意」即會增強系統的秩序,而「不同意」會降低系統的秩序。

從物理的觀察點看,有「秩序」(order)的系統之「熵」(entropy)比「缺秩序」(disorder)之熵度低,故區塊鏈交易人的「同意」會增加系統的秩序而降低熵度,大體而言,所有的交易人之同意等於是對系統運作的「共識」。

但是依照熱力學第二定律,任何系統的自然傾向是熵度的增加,即更多交易、交易人的不同意作爲、有嫌疑的交易篡改等都會增加「缺秩序」而增加系統的熵。然而,減少熵度有代價,即要施行「物理工作」(physics work)來驅逐該多餘的熵,物理工作如此就可治理區塊鏈的秩序,而促進系統的正當運作。[4]

驅逐熵的「物理工作」就是「交易區塊鏈」認可所需的「工作證明」(Proof of Work),而「物理工作」如此就可促進區塊鏈的秩序。

然而,哪一種「工作」能促進秩序呢?系統譬如可以建立一個人事部門而經由面試挑選比較聽話的交易人,系統作爲者則比較容易「同意」,則如此就可增加系統的共識而促進秩序。然願意順從區塊鏈之隱私和公共鑰匙程序的人本來就是比較會聽話,而原本就不相互認識的交易人就要同意依照區塊鏈交易的程序來進行交易。

再來,獲得挖礦的比特幣獎金就會自然而然吸引稍有數學能力而願意順從挖礦規則的礦工,即懂得用雜湊函數和默克爾樹的人之「同意」是「交易區塊」認可的必然條件,而經由他們的「物理工作」,各交易才可聯鎖在籠統的區塊鏈上,系統如此就會更有秩序而熵度會降下。

然而,若干物理工作也會破壞系統的秩序(譬如用原子彈毀滅區塊鏈的伺服器,或者用槍刺殺中本哲史[微笑]),區塊鏈的物理工作究竟是如何必然促進秩序呢?關鍵是參與者的「同意」為達成某目標而努力工作,即參與者的「共識」,無論目標是什麽,會順序的增強達成目標的機率。即目標若是毀滅某區塊鏈系統,參與者有「共識」使用各種方法來破壞秩序無疑會比較有效率地破壞系統,即區塊鏈之順暢或亂象運作就可由參與者有「共識」的物理工作而達成。

縱觀,整體參與者如此對程序的「同意」就是建造區塊鏈運作的「共識」,而共識愈強,熵度愈低,系統就愈有秩序。亦即,因爲參與者都會贊成有秩序的交易系統運作,他們就有維護區塊鏈正當運作的因由,所以愈有秩序的區塊鏈運作,愈有參與者的共識,而依此可類推一番良性循環,即「共識」就會愈來愈強而低熵度所促成的高秩序的系統就會愈來愈有效地運作,。

「工作證明」就是如此能建造區塊鏈交易的公信力。由於參與的「共識」,區塊鏈可取代傳統金融機構的儲備金保障和金融機構和銀行的各種法律規則。
 
智慧型契約
 
較爲複雜的交易,除價格和付費之外,也要設定交易執行的細節,如更加詳細的責任和義務承諾、各種對價的擬訂、雙方的合意及履行的規範、和所要承擔的違約處分。加拿大籍當年僅二十來歲的維塔立布特林於2015年所創立的「以太坊」網域是提供他稱之爲 「智慧型契約」來處理有繁多條件的交易。[5]

使用「智慧型契約」管制交易主要是使用「如果->則」(if->then)的條件式電腦程式直述句,即依照雙方的互動資料輸入來逐一判斷交易人是否適當的執行各自的責任和義務條件(if);若「是」,雙方就要履行所原定的(then)義務;若「非」,違約人就要依照違約條款而承受合約所規定的處分。

智慧型契約的交易媒介是「以太幣」。除簡單的買賣,亦可規範商業性的採購、各種服務和授權,股權、租售房屋等交易。即原則上,以太坊智慧型契約的虛擬機器(VM)是無需仲介,如律師或代理人,而能直接進行幾乎任何交易。[6]

因爲任何參與者可以取存區塊鏈的分散帳本,區塊鏈交易算是一個透明的機制,但是因爲有私人和公共鑰匙的安全保密機制、加密的數位地址和簽名、以及雜湊的交易内容,交易人的身份和其交易可隱蔽而確保隱私權。中央政府及金融機構也不能搜集個人資料,亦不得如昔日弱肉強食客戶。意即,自主而富足理想的區塊鏈交易體制是給與民衆一個共存共榮的新選擇。[註7]

沒有中央機關管制的區塊鏈交易是完全由網民依照區塊鏈的共識執行和維持,所以中本哲史以「加密隱蔽技術」所建造的區塊鏈交易機制可取代傳統銀行、商店、事務所、和政府機關提供的記錄、儲存、簽字、印章、和貨幣。人民則不用把來之不易的錢交給銀行來投資和時而濫用,即比特幣區塊鏈可以取代法定貨幣、信用卡、或智慧型手機移動支付,即可免除任何實體機關的帳戶和轉帳服務。較爲複雜的交易亦可使用智慧型契約免除律師事務所和各種中介的昂貴費用。

從2009年訂購兩個比薩的交易,經由非法的洗錢陰影和政府的管控,到如今若干國家正在考慮中央銀行可發佈數位虛擬加密貨幣,比特幣動蕩的市價是反映區塊鏈分散帳本坎坷難行的延展途徑,但將來的使用必會包括許多比較穩住的作用用處,譬如著作權註冊。[8]
 
區塊鏈可保護著作權
 
中國大陸雖然已經奠定了區塊鏈的著作權註冊有法律效力的先例,其執行仍然是一個待發展的證據法議題。各國法庭的存證基準向來是依照簡單的「最佳證據」,即原版資料勝過副本資料,但各國著作權局的註冊主要是以副本存證而經常會缺乏權利的牽鏈資料。現在雖然能以電子註冊,容易竄改的傳統數位資料的法律效力如今還是有爭議。

目前美國加州州法的「綜合電子交易法案」(UETA)是視加密公共鑰匙為「資料真實的指標」、佛懞特州法之H868(Act 157)則指出「於區塊鏈所儲存的電子記錄是以順佛懞特州證據規則而可自動執行」。中國大陸的紹興市人民法院於2019年曾是使用區塊鏈分散帳本記錄的資料來確認一件欺詐刑事案的判決,法院則稱「區塊鏈的數據是公開、可追蹤、且不能竄改的證據」。網路巨商阿里巴巴旗下的「螞蟻金服」(前身是「支付寳」)已經是從互聯網即時上傳舉證資料至區塊鏈,以便可作法院的存證資料。[9]

全球著作權人則可在國際或者國家性的著作權區塊鏈以個人或法人的節點註冊、儲存、和紀錄著作的所有權牽鏈以及智慧型契約的轉讓、買賣、授權、以及電子書的自動發行儲存證據。保護著作權的區塊鏈公司亦可使用仿效書籍的「標示識別編號」(ISBN)而正在籌備的專門設計為辨識數位媒介的「國際標準内容編碼」(ISCC)。分散帳本的公開本性也可以防範假冒的著作權註冊,並提供網民所公認的著作所有權證書。[10]

目前已經有若干初創區塊連著作權註冊公司,而中國大陸的網路搜尋大廠百度的PIC-CHAIN是正在使用人工功能和區塊鏈來偵查沒有被認可的複製影像,以及同時推薦自家的影像使用。[11]  (5000字;圖1)
 

[註1] 「比特幣交易費」bitcoin transaction fees。比特幣的交易速度平均每秒三個被認可的交易次與Visa的平均每秒3674交易次目前不成比例,可見比特幣機制是有待擴展的空間。
[註2] 「礦工合作社」mining pools、「雜湊率」hashrate可由龐大的合作社或先進的技術晝夜不停的運轉而增加,「51%攻擊」51% Attack的意思是一家礦工或礦廠可以拿到超越一半的比特幣獎金。
[註3] 「FLP論述」Fischer, Lynch, Paterson的「FLP不可能定理」“FLP impossibility”,Fischer et al. Journal of the Association for Machine Computing, Vol. 32, No. 2, April 1985。 同步運作synchronous、非同步運作asynchronous。
[註4] 參考張守盛Zhang Shoucheng, “Quantum Computing, AI, and Blockchain; the Future of IT”, Talks at Google. YouTube, June 6, 2018。物理學界公認為即將獲得諾貝爾物理獎,則一代天才的張首晟教授於2018年十二月一日不幸由於「憂鬱症」輕生。
[註5] 委塔立布特林Vitalik Buterin、「以太坊」 ethereum、「智慧合約」 smart or intelligent contract、「對價」consideration。有關契約法可參見筆者著《應用英美契約法》,元照出版公司(2015年)。有關以太坊智慧合約的各種樣本,參見github.com/Azure-Samples。
[註6] 「以太幣」ether、「以太坊」Ethereum、「虛擬機」Virtual Machine。以太坊網域 的各網站雖然曾號稱智慧合約可免除執業律師的服務,即使「智慧」的合約中之條款和條件恐怕還是需要律師來擬定和撰寫,而合約的履行會有許多灰色地帶需要律師的詮釋,尤其合約糾紛會需要各方的辯護律師來確保各當事人的權益。
[註7] 歐美的金主和銀行所造成於2008年發生的金融海嘯就是在違背許多控管法規而闖禍,比特幣區塊鏈就是能遏制投資銀行所闖的人禍。
[註8] 有關區塊鏈著作權註冊,參見Ding Y., et al.,“ Blockchain Technology in the Registration and Protection of Digital Copyright”, in: Abawajy J., et al. (eds) International Conference on
Applications and Techniques in Cyber Intelligence ATCI 2019, Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1017. Springer(2020)。
[註9] 美國加州綜合電子交易法案」Uniform Electronic Transactions Act(UETA)Civil Code Section 1633.1、佛懞特州Vermont H868(Act 157)。
[註10] 「國際標準書號」International Standard Book Number (ISBN)、「國際標準内容編碼」 International Standard Content Code(ISCC)。
[註11] 目前已成立有Bitcoin.com、Bernstein Technologies、Copyrobo、Po.et、Pixsy、和Go-Chain等初創著作權區塊鏈公司。
 

本文作者:
陳歆 (Robert H. Chen)(robgaoxiong@gmail.com)曾在美國史丹佛大學和矽谷做科學研究也任職舊金山律師事務所,在台灣曾在宏碁電腦、國際通商法律事務所(Baker & McKenzie)、台積電、奇美電子、日月光,財團法人資策會和工業技術研究院的專案顧問、以及國立台灣、清華、和交通大學兼任教授。學歷是密歇根大學空間物理學博士、史丹佛大學電機系後博士、加州大學柏克萊法學院法學博士,美國加州執業律師、美國專利暨商標局註冊律師。著作包括Einstein’s Relativity, the Special and General Theories, McGraw-Hill (2016)、Liquid Crystal Displays, Fundamental Physics & Technology, Wiley (2011)、Made in Taiwan, the Story of Acer Computers, McGraw-Hill (1997)、《英美契約法》元照出版公司2015年、《美國專利訴訟關鍵案例解讀》元照出版公司2012年、《晶理法,液晶、理工、法律》元照出版公司2010年,以及數件相關物理的學術文獻和智慧財產權法的文獻。  


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